ถนนรัชดาภิเษกเป็นถนนที่สร้างขึ้นตามกระแสพระราชดำริในพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชที่พระราชทานเกี่ยวกับการแก้ไขปัญหาการจราจรในเขตนครหลวงกรุงเทพธนบุรี เมื่อ พ.ศ. 2514 จอมพล ถนอม กิตติขจร นายกรัฐมนตรีในขณะนั้น ได้เข้าเฝ้าเพื่อกราบบังคมทูลเรื่องพระราชพิธีรัชดาภิเษก (Silver Jubilee) พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานแนวพระราชดำรัสเพื่อแก้ไขปัญหาการจราจรเป็นครั้งแรก โดยมีพระราชประสงค์ให้สร้างถนนเพิ่มขึ้นเป็นถนนวงแหวนเพื่อพระราชทานเป็นของขวัญแก่ประชาชนแทนการสร้างพระบรมราชานุสาวรีย์ เนื่องในวโรกาสพระราชพิธีรัชดาภิเษก[1] คณะรัฐมนตรีได้มีมติเมื่อวันที่ 16 มีนาคม พ.ศ. 2514 ให้จัดสร้างถนนวงรอบขึ้นน้อมเกล้าน้อมกระหม่อมถวายเป็นพระบรมราชานุสรณ์ในวโรกาสพระราชพิธีรัชดาภิเษก ซึ่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชได้เสด็จเถลิงถวัลยราชสมบัติครบ 25 ปี ในวันที่ 9 มิถุนายน พ.ศ. 2514 โดยรัฐบาลได้กราบบังคมทูลขอพระราชทานชื่อถนนวงรอบว่า "ถนนรัชดาภิเษก" พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชได้เสด็จพระราชดำเนินพร้อมด้วยสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ ทรงวางศิลาฤกษ์การก่อสร้างถนนรัชดาภิเษก ณ บริเวณเชิงสะพานกรุงเทพตัดกับถนนเจริญกรุงเมื่อวันที่ 8 มิถุนายน พ.ศ. 2514 บริเวณแนวถนนตัดจากสะพานกรุงเทพผ่านถนนเจริญกรุงและต่อเชื่อมจนครบวงแหวน ปัจจุบันถือเป็นถนนวงแหวนรอบใน โดยมีถนนกาญจนาภิเษก (ทางหลวงพิเศษหมายเลข 9) เป็นถนนวงแหวนรอบนอก ถนนวงแหวนรอบในส่วนที่ 1 เริ่มจากทางแยกท่าพระถึงถนนเพชรบุรี ส่วนที่ 2 จากถนนพระรามที่ 4 ถึงทางแยกท่าพระ รวมระยะทางประมาณ 45 กิโลเมตร และมีพิธีเปิดถนนรัชดาภิเษกใน พ.ศ. 2519 แม้ว่าจะมีการเปิดใช้ถนน แต่ก็ยังเป็นถนนวงแหวนที่ไม่สมบูรณ์มากนัก เนื่องจากมีปัญหาเรื่องการเวนคืนที่ดินในการก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม ทางรัฐบาลก็ดำเนินการก่อสร้างถนนรัชดาภิเษกส่วนที่เหลือเรื่อยมา จนกระทั่งแล้วเสร็จเป็นถนนวงแหวนอย่างสมบูรณ์ในสมัยรัฐบาลนายชวน หลีกภัย เมื่อปี พ.ศ. 2536

ถนนวงแหวนรอบในรัชดาภิเษกนั้นมิได้สร้างใหม่ขึ้นทั้งหมด บางช่วงเป็นถนนและซอยที่มีอยู่แต่เดิม ได้แก่ ถนนวงศ์สว่าง (ช่วงสะพานพระราม 7 ถึงทางแยกวงศ์สว่าง), ซอยอโศก-ดินแดง (ช่วงทางแยกพระราม 9 ถึงทางแยกอโศก-ถนนเพชรบุรีตัดใหม่), ซอยสุขุมวิท 21 (ซอยอโศก) (ช่วงถนนสุขุมวิททางแยกอโศก-ถนนเพชรบุรีตัดใหม่), ถนนนางลิ้นจี่ตอนปลายหรือถนนเลียบแม่น้ำเจ้าพระยา (ช่วงทางแยกสาธุประดิษฐ์ถึงแยกถนนนางลิ้นจี่), ถนนมไหสวรรย์ (ช่วงทางแยกถนนตกถึงทางแยกมไหสวรรย์) และถนนจรัญสนิทวงศ์ (ช่วงทางแยกท่าพระถึงสะพานพระราม 6)

เมื่อมีการโครงการตัดถนนรัชดาภิเษกจึงเวนคืนที่ดินเพื่อตัดถนนเชื่อมเข้าหากัน เมื่อเสร็จสิ้นโครงการแล้วถนนบางช่วงใช้ชื่อว่าถนนรัชดาภิเษกแต่บางช่วงยังใช้ชื่อถนนตามเดิม ดังนี้ ถนนวงศ์สว่าง (ช่วงสะพานพระราม 7 ถึงทางแยกวงศ์สว่าง), ถนนรัชดาภิเษก (ช่วงทางแยกวงศ์สว่างถึงทางแยกพระราม 9), ถนนอโศก-ดินแดง (ช่วงทางแยกพระราม 9 ถึงทางแยกอโศก-เพชรบุรี), ถนนอโศกมนตรี (ช่วงทางแยกอโศกมนตรีถึงทางแยกอโศก-เพชรบุรี), ถนนรัชดาภิเษก (ช่วงทางแยกอโศกมนตรี-ทางแยกท่าพระ) และถนนจรัญสนิทวงศ์ (ช่วงทางแยกท่าพระถึงสะพานพระราม 6)

ก่อนวิกฤติเศรษฐกิจปี 2540 รัฐบาลในขณะนั้นมีนโยบายต้องการสร้างถนนเศรษฐกิจสายใหม่ทดแทนถนนสีลมซึ่งแออัดและการจราจรติดขัด จึงมองหาทำเลที่ตั้งใหม่ ซึ่งได้ลงตัวที่ถนนรัชดาภิเษก ช่วงตั้งแต่ทางแยกถนนตกจนถึงทางแยก ณ ระนอง โดยได้จัดตั้งเป็นถนนเศรษฐกิจสายใหม่ตามนโยบายของรัฐบาล ใช้ชื่อว่า ถนนพระรามที่ 3 ซึ่งรัฐบาลได้ลงทุนโครงสร้างพิ้นฐานของถนนพระราม 3 โดยขยายถนนเป็น 6 ช่องจราจรไป-กลับ และขุดคลองกลางถนนให้มีขนาดใหญ่ขึ้น

นอกจากนี้ถนนรัชดาภิเษกยังมีถนนอีกส่วนหนึ่ง เชื่อมระหว่างทางแยกพระรามที่ 3-รัชดา (ช่วงใกล้เชิงสะพานพระราม 9) กับทางแยกพระรามที่ 3-รัชดา (ช่วงโรงเรียนนนทรีวิทยา) ถนนนี้เกิดขึ้นจากสร้างทางพิเศษเฉลิมมหานครหรือทางด่วนขั้นที่ 1 ได้สร้างถนนด้านใต้ทางยกระดับเพื่อลดระยะทางของถนนพระรามที่ 3 ซึ่งอ้อมโค้งตามแม่น้ำเจ้าพระยา ลดระยะทางได้ประมาณ 3 กิโลเมตร เป็นถนนเลียบใต้ทางด่วน มีทางขึ้นลงทางพิเศษเฉลิมมหานคร

อนึ่ง ถนนรัชดาภิเษก (ช่วงตั้งแต่สะพานคลองน้ำแก้วถึงทางแยกพระราม 9) เป็นเส้นแบ่งเขตการปกครองระหว่างเขตดินแดงกับเขตห้วยขวาง